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Meshtastic Erfahrungen: Boards und Module

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Ich habe mich recht intensiv mit Meshtastic beschäftigt und die Erfahrungen im eBook Meshtastic – Funknetze mit LoRa zusammengestellt. Hier im Blog sind neue Erfahrungen und Ergebnisse erschienen.

Es ist sehr erfreulich, dass neue Boards und Module die bislang vorhandene Hardware ergänzen und durch Meshtastic auch unterstützt werden.

Ein Blick in den WebFlasher zeigt die Vielzahl heute unterstützter Boards.

Aus diesem breiten Angebot kann sicher ein Board gefunden werden, welches die konkreten Anforderungen abdeckt. Die Beschaffung selbst ist derzeit auch kein Problem mehr. Wer die Bestellung beim Lieferanten in China nicht vornehmen möchte, findet für die meisten Boards auch einen Lieferanten in Europa.

Im folgenden Excel-Sheet habe ich die bei mir laufenden Meshtastic Nodes mit wichtigen Merkmalen zusammengestellt. Die Tabelle ist nicht final und wird ggf. erweitert. Der Änderungsstand ist am Fuss der Tabelle vermerkt.

Für Ihre Hinweise bin ich jederzeit offen und kann auch dementsprechende Ergänzungen vornehmen.

Meshtastic NodesHerunterladen

2025-01-07/CK

Meshtastic – Funknetze mit LoRa

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Meshtastic ist eine Open-Source-Mesh-Netzwerk-Plattform, die in letzter Zeit an Popularität gewonnen hat. Ihre Beliebtheit basiert auf mehreren Schlüsselfaktoren:

  • Meshtastic ermöglicht die Kommunikation über lange Strecken, ohne auf eine bestehende Infrastruktur (Mobilfunk, WLAN oder Internet) angewiesen zu sein. Diese als Off-Grid-Kommunikation bezeichnete Technologie ist besonders attraktiv für Outdoor-Aktivitäten und Expeditionen, wo es oft keinen Mobilfunkempfang gibt, oder für Rettungsdienste, militärische Anwendungen, Vorbereitung auf Katastrophenfälle (Prepping) und in Regionen mit eingeschränkter Infrastruktur.
  • Meshtastic nutzt preisgünstige Hardware auf Basis von LoRa-Modulen, die wenig Energie verbrauchen, bei geeigneter Auslegung für den Batteriebetrieb geeignet sind und Entfernungen von oft mehreren Kilometern überbrücken können.
  • Meshtastic ist Open Source und bietet den Nutzern völlige Freiheit, das System an ihre spezifischen Bedürfnisse anzupassen. Entwickler können die Software modifizieren, eigene Anwendungen entwickeln oder neue Funktionen hinzufügen. Diese Offenheit fördert eine wachsende Community, die regelmäßig zu Updates und Verbesserungen beiträgt.
  • Meshtastic-Nutzer können Nachrichten ohne Überwachung durch Drittparteien senden. Der Datenschutz wird auf diese Weise gesichert, da es keine zentralen Server gibt, die den Datenverkehr kontrollieren oder aufzeichnen.
  • Meshtastic ist vergleichsweise einfach einzurichten und zu bedienen. Einfache Apps für Android, iOS und den Desktop ermöglichen die Konfiguration eines betreffenden Knotens, Nachrichten zu senden und die empfangenen Nachrichten zu visualisieren. Fortgeschrittene Nutzer können auch private Netze einrichten und Daten erfassen und austauschen.
  • Mesh-Netzwerke sind eine spannende Technologie, da sie Netzwerkknoten ermöglicht, miteinander zu kommunizieren, indem sie ihre Nachrichten über verschiedene Zwischenknoten weiterleiten. Das schafft ein robustes und selbstheilendes Kommunikationsnetzwerk, das gerade in schwierigen Umgebungen oder Notlagen einen erheblichen Vorteil bieten kann.

Ist Ihr Interesse geweckt?

Vom Rheinwerk-Verlag erscheint in Kürze das E-Book „Meshtastic – Funknetze mit LoRa“.

Mit diesem E-Book möchte ich Ihnen beim Aufbau und dem Betrieb eines Meshtastic-Netzwerks helfen und meine praktischen Erfahrungen einfließen lassen.

Informationen zum E-Book finden Sie auf der Website des Rheinwerk-Verlags unter der URL https://www.rheinwerk-verlag.de/meshtastic-funknetze-mit-lora/

2024-10-19/CK

Meshtastic Mesh Coverage

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With a mesh network, the range between nodes in a network can be significantly extended.

Due to the limited bandwidth of LoRa, Meshtastic does not track the forwarding of a message to its destination. The traceroute module can provide information on this.

Only nodes that know the encryption of the channel used can be tracked. A message can arrive via several routes due to re-broadcasting. The traceroute module only tracks the hops of the first packet that contains the traceroute request and arrives at the destination.

As the picture shows, my RAK4631-02 node in Altendorf SZ receives messages from the Haflinger73 base in Remigen AG, 59 km away..

Mit einem Mesh-Netzwerk kann die Reichweite zwischen Knoten eines Netzwerks deutlich erweitert werden.

Aufgrund der begrenzten Bandbreite von LoRa verfolgt Meshtastic nicht die Weiterleitung einer Nachricht bis zum Ziel. Das Traceroute-Modul kann eine Information hierzu liefern.

Es können nur Knoten verfolgt werden, die die Verschlüsselung des verwendeten Kanals kennen. Eine Nachricht kann wegen des Re-Broadcasting über mehrere Routen ankommen. Das Traceroute-Modul verfolgt nur die Hops des ersten Pakets, das die Traceroute-Anfrage enthält und am Ziel ankommt.

Wie das folgende Bild zeigt, empfängt mein RAK4631-02 Knoten in Altendorf SZ u.a. Nachrichten vom 59 km entfernten Haflinger73 Base in Remigen AG.

Traceroute Example

My node consists of a RAKwireless Meshtastic Starter Kit with a RAKARJ11 2 dBi 860-868 MHz Black Plastic Antenna and has no special features.

The node is located on the balcony on the mezzanine floor. The hops are set to 5.

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Mein Knoten besteht aus einem RAKwireless Meshtastic Starter Kit mit einer RAKARJ11 2 dBi 860-868 MHz Black Plastic Antenna und weist keine Besonderheiten auf.

Der Knoten liegt auf dem Balkon im Hochparterre. Die Hops sind auf 5 eingestellt.

The total area covered is considerable and can be seen in the screenshot.

The primary channel LongFast with default encryption is used.

Der insgesamt abgedeckte Bereich ist doch erheblich und im Screenshot zu sehen.

Verwendet wird der Primary Channel LongFast mit Default-Encryption.

Meshtastic Coverage

2024-05-16/CK

Einfache LoRaWAN-Knoten für das IoT

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Low Power Wide Area Network (LPWAN) steht als Oberbegriff für viele unterschiedliche Protokolle. Neben dem hier betrachteten LoRa stehen Sigfox, LTE-M, Weightless, Symphony Link und einige andere im Wettbewerb.

Im Gegensatz zu einigen anderen Protokollen ist der LoRa-Standard Open Source und nicht proprietär. Das ist ein Grund für das rasante Wachstum von LoRaWAN-Netzwerken über ganze Länder, beginnend in den Ballungszentren.

Im Kindle eBook mit dem Titel „Einfache LoRaWAN-Knoten für das IoT“ beschreibe ich, wie mit sehr einfachen Mitteln und zu niedrigen Kosten LoRaWAN-Sensorknoten ohne Lötarbeiten selbst entwickelt werden können, die ihre Daten dann an einen LoRaWAN-Server senden.

Im Bild sind die betreffenden LoRaWAN-Knoten zu sehen:Nodes-1

Vom LoRaWAN-Server sind die Daten abrufbar und in eine beliebige Anwendung integrierbar. The Things Network (TTN) stellt mit seinem dezentrale Open-Source-Netzwerk die erforderliche Infrastruktur bereit.

Die folgende Abbildung zeigt, wie durch eine Subscription des Topics elsys_nodes/devices/+/up/#  alle zum LoRaWAN-Server hochgeladenen Messages von in der Application elsys_nodes registrierten Devices vom MQTT-Client MQTTlens empfangen werden.

Abbildung 57

Zum aktuellen Zeitpunkt, das war der 15.09.2018 11:38:39, betrug die Temperatur 19.4 °C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit vom 71%. Die Batteriespannung lag bei 3.532 V.

Ein andere Möglichkeit der weiteren Verarbeitung der über mittelten Daten besteht darin, dass beispielsweise ein MQTT-Client auf einem Linux-Device, wie z.B. Raspberry Pi, diesen MQTT-Topic abonniert und daraus weitere Informationen respektive Aktionen ableitet. Das könnte dann z.B. eingebunden in eine Website so aussehen:

Abbildung 58

Wer bislang mit einem Arduino erste Erfahrungen sammeln konnte, der ist bestens auf diese zukunftsträchtige Aufgabenstellung vorbereitet und kann erste praktische Erfahrungen im Internet of Things sammeln.

Die Quelltexte zu den behandelten LoRaWAN-Knoten sind auf Github abgelegt.

Link zum eBook: https://www.amazon.de/dp/B07HDP62K3
Link zur Printausgabe: https://www.amazon.de/dp/3907857356

 

TMP36 LoRa Node

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architecture

Die aus einem Arduino Uno und Dragino LoRa Shield V1.2. aufgebaute TMP36 LoRa Node misst die Aussentemperatur und überträgt die Messdaten (drahtlos) an das im Inneren platzierte LoRa Gateway.

Über dieses Gateway ist die TMP36 LoRa Node  in das TTN LoRaWAN integriert. Das LoRa Gateway besteht aus einem Raspberry Pi 3 mit einem Dragino LoRa /GPS HAT.

Dieses einkanalige LoRa Gateway hat nicht die Möglichkeiten eines voll ausgebauten LoRa Gateways, trotzdem ist es für diese einfache Aufgabenstellung geeignet. Das TTN Gateway ist bestellt und wird erwartet.

Die gemessenen Daten werden vom LoRa Gateway via Internet an den TTN Server übertragen. Zugriff auf die Daten ist über die TTN Console möglich.

Um die Daten auch anderen Anwendungen zur verfügung zu stellen, kann auf diese via MQTT zugegriffen werden. Ich verwende Mosquitto auf einem anderen Raspberry Pi, um die Daten zu abonnieren und zur Visualisierung an den Thingspeak Server zu senden. In die Website ckuehnel.ch/TMP36_LoRa_Node.html habe ich diese Grafik eingebunden.

Die für dieses Anwendungsbeispiel verwendete Software ist auf  Github abgelegt.

LoRa Gateway aktiv…

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Heute habe ich zu Testzwecken ein LoRa Gateway installiert. Im TTN Mapping (TheThingsNetwork) ist es als „CK LoRa Gateway“ markiert.

Ein LoRa Concentrator iC880A ist bei IMST bestellt, dann wird das Gateway LoRaWAN kompatibel.

ck-lora-gateway

In den nächsten Tagen bekommt die eingesetzte LoRa Node (Dragino Lora Shield & Arduino Uno) noch einen Temperatursensor, dessen Daten dann übermittelt werden. Es folgen später stromsparende Varianten auf Basis des  LoRa Transceiver RFM95W & Arduino Pro Mini, Raduino32 SX1272 und LoPy.